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一、RO反渗透膜技术的自然界由来背景

上世纪50年代美国科学家Dr.S.Sourirajan发现了海鸥喝海水的秘密。在海鸥的嘴里有一层精密的薄RO膜，海鸥之所以能够喝海水，是因为利用这层薄膜，把海水转换成了可以饮用的淡水。而高浓度的浓盐水则被海鸥吐了出去。这层精密的薄膜，也是以后RO反渗透膜技术的理论基础。

RO反渗透膜（Reverse Osmosis Film，ROFILM）其核心为一张选择透过性RO膜，孔径至纳米级，是头发丝的百万分之一（0.0001微米）。RO反渗透膜具有去除重金属、病毒、盐类化合物等其他溶质的能力，水能透过，理论上已经可以获得纯水。

RO反渗透膜技术已经广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、家用水净化和废水回用、特种分离等领域。

二、RO反渗透膜技术的应用发展

1950年代，美国政府为了解决过度开采使用地下水和一些干旱地区的水资源短缺的问题，开始寄希望于海水淡化研究。

商业化RO反渗透膜之父：卡多特(John Caddotte)

1971年，美国杜邦公司申请了基于聚酰胺材料的中空纤维RO反渗透膜组件专利。

1977年，卡多特(John E. Cadotte)与其他3个合伙人在美国明尼苏达州（Minnesota）一起成立了FimTec公司。1979年，卡多特(John E. Cadotte)申请了界面聚合法制备反渗透膜的专利。界面聚合法的反渗透膜片分为三层：基层（无纺布）+支撑层（聚砜）+分离层脱盐层（聚酰胺），在制备过程中可以分别加以优化，从而进一步提升了反渗透膜的性能。界面聚合也成为现代商业化卷式反渗透膜的标准制备重要的工艺基础。

1985年，陶氏化学（Dow Chem）在放弃中空纤维反渗透膜后，全资收购了美国FilmTec公司。时至今日，陶氏化学（Dow Chem）反渗透膜产品依然沿用了FilmTec商标。

1985年美国FilmTec公司开始销售干式膜元件，干式膜元件范围从家用低压元件到特大型市政和工业应用系统中的8英寸苦咸水膜元件，确保全球供应品质的一致性，干式膜元件储存时间更长、运输更方便。

目前美国菲欧姆泰克膜公司（英文名称FILMTEC Corporation），(母公司为美国陶氏膜公司（英文名称THE DOW CHEMICAL COMPANY），美国杜邦膜公司(英文名称DUPONT POLYMERS INC.)是目前世界上最具知名度和最具影响力的进口品牌的RO反渗透膜公司。

三、RO反渗透膜行业市场分析

反渗透膜工业产业链自上而下包括：上游膜原材料生产、膜材料制造、中游为反渗透膜片及反渗透膜组件制作、下游为水处理工程建设、水处理设施运营维护。

目前，反渗透膜上游参与者包括聚合顺、南京聚隆、沃特股份等原材料生产厂商。反渗透膜产业链中游是反渗透膜片及反渗透膜组件制造商，包括沃顿科技、唯赛勃、碧水源、津膜科技、久吾高科等。下游参与者包括水务企业，如北控水务、巴安水务、博天环境等；海水淡化治理企业，如碧水源、中国节能；以及反渗透膜净水器生产企业，如美的、安吉尔等。

预计2029年全球反渗透膜市场规模将达到23.9亿美元，未来几年年复合增长率CAGR为4.9%。到2029年，中国反渗透膜行业市场规模预计将突破200亿元。

我国反渗透膜的研发始于上世纪六十年代中期，中国政府意识到海水淡化的重要意义，推动发展海水资源的脱盐技术。回顾我国反渗透膜产业历史，可将中国反渗透膜行业发展历程分为起步、国产化制造与应用、国产品牌停滞、技术引进与吸收以及跟跑向并跑的转换这五个阶段。

从市场份额看，国外反渗透膜企业仍占据主导地位。国外企业中，陶氏化学、日东电工、东丽、GE、世韩、LG等企业占据了大量的市场份额，形成寡头竞争的局面。

国内反渗透膜企业主要有时代沃顿、蓝星东丽和沁森高科等企业，前三家企业占据国内60%以上的产能。由于技术壁垒和规模经济等原因，反渗透膜市场寡头竞争明显。

从中国反渗透膜行业企业地区分布来看，截至2024年6月6日，广东、山东、江苏和湖南是我国反渗透企业分布最密集的四个地区。

从产业链代表性企业分布情况来看，沿海地区企业分布较密集。北京、上海、浙江和广东等地企业产业链布局完善，全产业链均有代表企业。如浙江地区上游原材料聚酰胺生产企业聚合顺，反渗透膜厂商日新恒力，下游有海水淡化处理企业中金环境等。

下图对比了国内外企业的反渗透膜产品的性能，在产水量方面日东电工和陶氏化学表现最好，在标准脱盐率方面LG化学产品处于领先地位。

当今世界正经历百年未有之大变局，我国正在构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，膜行业正处于国际供应链体系重建、国内进口替代加速的阶段，为反渗透膜行业带来较好的发展机遇和广阔的市场空间。

未来，抗氧化性、抗酸碱性以及高透水性的新型反渗透膜材料，以及具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分离等性能的反渗透膜组件将成为反渗透膜行业技术创新的主要方向，此外，随着我国国产反渗透膜材料技术水平的不断提升，我国反渗透膜技术应用层次将逐步提高，应用领域将进一步扩大，国内反渗透膜生产企业的市场占有率也将进一步提升。

四、反渗透（RO）到底是怎么工作的？

1.反渗透的基本原理

反渗透（Reverse Osmosis，RO）是常见的水处理净化技术。通过对进水和反渗透膜施加高压，使水从膜的一侧（给水侧）流动到另外一侧（产水侧）。进水中大部分的其他成分，如溶解的盐、颗粒、细菌和热原，将留在膜的给水侧，最终作为废水排放。

2.为什么叫反渗透？

自然状态下，半透膜两侧的水由稀溶液→浓溶液流动，但当我们在浓溶液侧施加一个足够大的压力时，水会浓溶液→稀溶液逆向流动，这种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，所以被称为反渗透。

3.反渗透膜的结构

反渗膜片结构：支撑基料（无纺布）、多孔聚砜层、分离层（芳香族聚酰胺材料）。膜元件：将反渗透膜片、集水格网、产水格网、产水中心管等用胶剂等组装在一起，实现进水与产水分开的反渗透过程的最小单元称为膜元件。

4.反渗透膜的工作原理

原水从进水格网进入反渗透膜，在压力作用下，水会穿过层层膜片进行过滤。通过反渗透膜的水，会被产水格网引入引向中心管最终形成RO水，而带有杂质的一部分浓水无法通过反渗透膜，会随着浓水路径被排掉。

5.反渗透膜的脱盐原理

反渗透的脱盐机制两种主要理论：a.毛细孔流模型 b.溶解扩散模型

两种理论都认为水分子在固液界面上被优先吸附并通过,而盐类和其他的物质被截留。水与膜表面之间有弱的化学结合力, 使得水能够在膜的结构中扩散。膜的物理和化学性质决定了在传递过程中水比盐具有更快的扩散速率。

6.反渗透膜的三个重要参数

以1500 ppm为测试溶液，如果透过膜的浓度为15ppm，那么膜的透盐率就是1%，脱盐率就是99%。

7.影响反渗透膜的因素

反渗透膜产水量计算公式

影响反渗透膜的因素

五、反渗透（RO）膜的制备工艺

反渗透膜的制作就像“给支撑材料穿多层功能性‘外衣’”，核心是做出“能精准筛水”的分离结构，主要分4个关键步骤：

1.基膜制备：打造“支撑骨架”

工艺作用

先做一层高强度的“基底”，后续所有功能层都靠它支撑，就像建房子先打地基。常用聚酯无纺布等材料，要做出均匀的孔隙结构，既结实又能让水顺利通过。

核心设备

抄纸机：把原材料加工成连续的基膜片，控制孔隙大小和厚度；

干燥机：对刚做好的基膜进行烘干定型，保证结构稳定。

2.压光处理：优化“骨架质感”

工艺作用

刚做好的基膜表面粗糙、强度不够，这一步相当于“精细打磨+强化”。通过高温高压碾压，让基膜表面变光滑、厚度更均匀，同时提升抗拉强度，减少后续水流阻力。

核心设备

高压压光机：带电磁感应加热辊，能精准控制高温（比如180℃左右）和高压（比如20MPa）；

控制系统：实时调节压力、速度，保证每一批基膜的质量一致。

以上海联净为例，未处理的无纺布基膜表面粗糙，强度低，联净采用20MPa高压和180℃高温对基膜进行碾压，通过自主研发的电磁感应加热辊，将温度均匀性控制在±1℃，同时采用纺锤形中高设计，抵消碾压时的形变，将膜厚度误差从±3μm缩至±1μm。压光后，基膜的抗拉强度从10N/cm提升至50N/cm，表面粗糙度Ra≤0.1μm，水流阻力降低60%。

官网：www.water-purification-equipment.cn

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